Study of associations of polymorphic variants of lipid metabolism genes and angiogenesis with first ischemic stroke

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Introduction. Ischemic stroke (IS) is a complex multifactorial disorder with heterogeneous congenital component. Polymorphic variants of genes of apolipoprotein В (APOB), apolipoprotein А-V (APOА-V), apolipoprotein С-IV (APOC-IV), apolipoprotein H (APOH), apolipoprotein D (APOD), angiopoietin-related protein 4 (ANGPT4) that regulate lipid metabolism and vascular regeneration, may be regarded as perspective ones. Although until recently they were not studied in complex, in a homogenous group from the perspective of possible association with first IS development. Aim. To study association between polymorphic variants of the following genes: АРОH, APOD, APOE, APOA5, APOC4, ANGPT4 and first IS development. Materials and methods. Frequencies of alleles and genotypes of single nucleotide polymorphic gene variants in 200 patients after first IS and in 115 people without stroke matched by sex, age and place of residence were studied. Blood was taken from all study participants in order to perform genotyping assay using protocol by J.Hixson and D.Vernier. Genomic deoxyribonucleic acid extraction from blood was performed using magnetic beads technology on an automated system for nucleic acid extraction Chemagen Prepito (ABBIS, Germany). For single nucleotide polymorphisms typing alleles identification analysis was performed using polymerase chain reaction with prepared TaqMan probes with Assey ID identification number (Applied Biosystems, USA). Amplification of polymorphic regions of the genes was performed with the use of 7500 Real-Time PCR System (Applied Biosystems, USA). Standard amplification conditions were used that were compatible with those defined by chemical agents supplier for each Assey ID. Genotypes nomenclature is given in accordance with international database db SNP (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/SNP/). Results. Significant differences between groups in distribution of minor alleles and genotypes were acquired for АРОD (rs7659) and APOA5 (rs619054) polymorphisms. Conclusion. Significant association of single nucleotide АРОD (rs7659) and APOA-V (rs619054) genes polymorphisms with first IS development was found in study groups.

Full Text

Актуальность вопроса первичной и вторичной профилактики ишемического инсульта (ИИ) подтверждается высоким уровнем социальной значимости заболевания, а также лидирующей позицией в структуре смертности и инвалидизации населения практически всех стран в современном мире, в том числе и Российской Федерации [1, 2]. ИИ является сложным многофакторным заболеванием с разноплановым наследственным компонентом, широко обсуждаемым сегодня [3, 4]. Проведенные исследования показали, что в развитии первого и повторного ИИ важную роль играют модифицируемые факторы риска (артериальная гипертензия любой этиологии, фибрилляция предсердий, сахарный диабет, дислипидемия, гемореологические нарушения) и немодифицируемые факторы риска (пол, возраст, этническая принадлежность и наследственность). Описано влияние генетических факторов, контролирующих процессы сосудистого воспаления, коагуляции, тромбообразования, обмена липидов, активацию ренин-ангиотензиновой системы, функционирование антиоксидантной системы и т.д. [5-7]. В настоящее время ведется поиск новых генов и метаболических маркеров для оценки возможных ассоциаций с развитием инсульта [8, 9]. Однако, несмотря на многочисленные работы, направленные на поиск новых сочетаний факторов риска, определяющих многофакторную предрасположенность к ИИ, проблема еще далека от завершения [10, 11]. Полиморфные варианты генов аполипопротеина В (APOB), аполипопротеина А-V (APOА-V), аполипопротеина С-IV (APOC-IV), аполипопротеина H (APOH), аполипопротеина D (APOD), ангиопоэтинподобного белка 4 (ANGPT4), отвечающих за липидный обмен и сосудистую регенерацию, могут рассматриваться как перспективные, однако до настоящего времени не были изучены в комплексе, в однородной группе, на предмет возможной ассоциации с развитием первого ИИ [12, 13]. Целью исследования являлось изучение взаимосвязи между различными полиморфными вариантами следующих генов: АРОH, APOD, APOE, APOA-V, APOC-IV, ANGPT4 и развитием первого ИИ. Материалы и методы В исследование случай-контроль включили 200 больных, перенесших первый ИИ и поступавших на лечение в неврологические стационары ГБУЗ «Центр патологии речи и нейрореабилитации» г. Москвы. Контрольную группу составили 115 человек, не переносивших ИИ, соответствующих по полу и возрасту группе пациентов. Всего в исследование случай-контроль были отобраны 315 человек. Критерии отбора для группы «пациенты»: • мужчины и женщины в возрасте 45-80 лет, проживающие на территории Москвы более 20 лет до момента включения в настоящее исследование; • перенесшие первый ИИ в течение последних 6 мес до момента включения в исследование. Критерии отбора для группы «контроль»: • мужчины и женщины в возрасте 45-80 лет, проживающие на территории Москвы более 20 лет до момента включения в настоящее исследование; • не переносившие ИИ. Критерии исключения из исследования для обеих групп: • наличие подтвержденных семейных моногенных форм заболеваний, предрасполагающих к развитию ИИ: болезнь Фабри, синдром Марфана, синдром Элерса-Данлоса тип IV, CADASIL (артериопатия церебральная аутосомно-доминантная с субкортикальными инфарктами и лейкоэнцефалопатией) и т.д.; • фибрилляция предсердий; • беременность; • алкоголизм и наркомания; • острые или хронические психиатрические заболевания; • терминальные состояния. Верификация ИИ в группе пациентов осуществлялась с помощью магнитно-резонансной томографии. Невролог осматривал всех пациентов, отобранных для участия в исследовании. На каждого, включенного в исследование, заполнялось досье с основной информацией о месте рождения и постоянного проживания, этнической самоидентификации, перенесенных заболеваниях, травмах, операциях, статусу курения, употребления алкоголя и наркотических веществ, а также наследственный анамнез по инсульту и другим, не только сердечно-сосудистым, но и наследственным соматическим и психическим заболеваниям. Все участники исследования подписывали форму информированного согласия. Материалом для генетического исследования являлась цельная кровь пациентов. Всем участникам исследования проводили забор крови для генотипирования по методу J.Hixson и D.Vernier [14]. Выделение геномной дезоксирибонуклеиновой кислоты из крови производили, используя метод магнитных частиц на автоматизированной системе для экстракции нуклеиновых кислот Chemagen Prepito (ABBIS, Германия). Для типирования однонуклеотидных полиморфизмов (ОНП) производили анализ распознавания аллелей методом полимеразной цепной реакции с использованием готовых зондов TaqMan, имеющих идентификационный номер Assey ID (Applied Biosystems, США). Амплификацию полиморфных участков исследуемых генов проводили на амплификаторе 7500 Real-Time PCR System (Applied Biosystems, США). Условия амплификации были стандартные и соответствовали таковым, указанным поставщиком реагентов для каждого Assey ID. Обозначения генотипов даны в соответствии с международной базой данных db SNP (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/SNP/). Для статистической обработки результатов применяли программу SPSS Version 20. Распределение аллелей и генотипов проверяли на отклонение от равновесия Харди-Вайнберга. Сравнение групп осуществлялось с помощью критерия χ2, а также рассчитывалось отношение шансов (ОШ) и 95% доверительный интервал (ДИ). Критическое значение уровня значимости принималось равным 5%. Результаты и обсуждение Все участники исследования были сопоставимы по полу, возрасту и территории постоянного проживания последние 20 лет, имели сопоставимое распределение в группах сопутствующей патологии (табл. 1). Возраст пациентов в группе перенесших первый ИИ, составил 61 [56; 67] год, в группе контроля - 58 [50; 68] лет. Оценка влияния полиморфных вариантов генов, кодирующих липидный обмен и ангиогенез, представлена в табл. 2. Распределение аллелей и генотипов для генов: APOC-IV (rs1132899), APOH (rs4581), ANGPT4 (rs1044250) и APOE (rs5174) не показало достоверной связи с развитием первого ИИ в изучаемых группах. Однако для ОНП АРОD (rs7659) было получено значимое различие в распределении минорного аллеля T, которое составило: 74,7% в группе пациентов и 60,9% в группе контроля (р=0,001, ОШ 1,90, 95% ДИ 1,28-2,82). При оценке распределения генотипов между группами также было получено достоверное различие (р=0,010), доля генотипа ТТ в группе контроля составила 41,0%, а в группе больных, перенесших первый ИИ, - 58,5%, что превышает частоту распространения генотипа ТТ в группе ИИ в сравнении с группой контроля приблизительно в 1,4 раза. На основании полученных результатов можно предположить связь между присутствием минорного аллеля Т и возрастанием шансов развития ИИ. Наши результаты согласуются с современными данными, полученными исследователями в связи с возрастающим интересом к роли APOD в развитии таких неврологических заболеваний, как ИИ, болезнь Альцгеймера, а также старении. Предполагается, что APOD связан с ИИ не только в силу его способности влиять на липидный обмен, но также путем модулирования окислительного стресса и синаптической пластичности, влияя на выживаемость клеток [15-17]. Для ОНП APOA-V (rs619054) также было получено значимое различие в распределении минорного аллеля G, доля которого составила в группе пациентов 75,8%, а в группе контроля - 66,7% (р=0,030, ОШ 1,56, 95% ДИ 1,05-2,33), доля генотипа GG составила 58,1% в группе пациентов и 40,7% в группе контроля (р=0,030, ОШ 2,02, 95% ДИ 1,19-3,41), что превышает частоту распространения генотипа GG в группе ИИ в сравнении с группой контроля приблизительно в 1,5 раза. Эффекты APOA-V по регулированию уровня триглицеридов (ТГ) в крови хорошо описаны, так как он одновременно является стимулятором АРОC-II зависимого липолиза ТГ под действием липопротеинлипзы и ингибитором синтеза ТГ в печени [18, 19]. Также недавние исследования показали связь полиморфизма гена APOA-V не только с повышенным уровнем ТГ, но и со значительным риском развития ИИ, что согласуется с нашими данными [20-23]. Таким образом, в результате выполненного исследования 6 ОНП генов, выбранных из группы, контролирующей липидные и сосудистые факторы, и возможно влияющих на риск развития ИИ, не обнаружено достоверной связи между различными вариантами аллельного полиморфизма генов АРОЕ (rs5174), APOC-IV (rs1132899), APOH (rs4581), ANGPT4 (rs1044250) с развитием первого ИИ в изучаемых группах. Однако для двух исследованных ОНП - АРОD (rs7659) и APOA-V (rs619054) - были получены значимое различие в распределении минорных аллелей и достоверная связь с развитием первого ИИ в группе пациентов, проживающих в Москве. Настоящие результаты согласуются с результатами недавно опубликованных международных исследований, полученных в разных территориальных и этнических группах [15-23], что может свидетельствовать о значимом вкладе в патогенез ИИ факторов, контролирующих процессы липидного обмена и функционирования антиоксидантной системы. аключение Таким образом, на основании полученных результатов можно сделать вывод о том, что в изучаемых группах только для двух из 6 исследованных ОНП - АРОD (rs7659) и APOA-V (rs619054) - была отмечена достоверная связь с развитием первого ИИ. Проведение исследований по изучению взаимосвязи ОНП различных генов, контролирующих процессы, патогенетически связанные с развитием ИИ, позволяет, с одной стороны, лучше понять причины и механизмы развития заболевания, а с другой - разработать скрининговые молекулярно-генетические тесты для определения риска развития ИИ, а также программ профилактики. Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов. Conflict of interests. The authors declare that there is not conflict of interests.
×

About the authors

Veronika N. Shishkova

Center for Speech Pathology and Neurorehabilitation; A.I.Yevdokimov Moscow State University of Medicine and Dentistry

Email: veronika-1306@mail.ru
Cand. Sci. (Med.), Senior Res. Officer

Alla Yu. Remennik

Center for Speech Pathology and Neurorehabilitation

Cand. Sci. (Med.)

Vera V. Valyaeva

Center for Speech Pathology and Neurorehabilitation

doctor-laboratory assistant

Tatiana V. Adasheva

A.I.Yevdokimov Moscow State University of Medicine and Dentistry

D. Sci. (Med.), Prof.

Ludmila V. Stakhovskaya

Pirogov Russian National Research Medical University

D. Sci. (Med.), Prof.

Ludmila A. Skipetrova

Center for Speech Pathology and Neurorehabilitation

Deputy Chief doctor

Roman A. Cheremin

Center for Speech Pathology and Neurorehabilitation

Cand. Sci. (Med.)

Viktor M. Shklovskii

Center for Speech Pathology and Neurorehabilitation

Full Prof.

References

  1. Гусев Е.И., Скворцова В.И., Стаховская Л.В. Проблема инсульта в Российской Федерации: время активных совместных действий. Журн. неврологии и психиатрии. 2007; 8: 4-10.
  2. Стаховская Л.В, Котов С.В., Исакова Е.В. Инсульт: руководство для врачей. Под общ. ред. Л.В.Стаховской. М.: Мед. информ. агентство, 2013.
  3. Скворцова В.И., Шетова И.М., Шамалов Н.А. и др. Анализ ассоциации ДНК-маркеров с риском развития церебрального инсульта у лиц из славянской популяции. Вестн. Российского государственного медицинского университета. 2011; 6: 62-6.
  4. Торшин И.Ю., Громова О.А., Никонов А.А. Гены и цереброваскулярная патология, гены и нуклеотидные полиморфизмы при отдельных видах физиологических сдвигов и патологических процессов. Журн. неврологии и психиатрии (Прил. «Инсульт»). 2009; 5: 77-83. [
  5. Limborska S, Khrunin A, Verbenko D. Minisatellite DNA Markers in Population Studies. In: Population genetics. Ed. M.Carmen Fust. Intech, Rijeka, 2012; p. 55-86.
  6. Боринская С.А., Кальина Н.Р., Санина Е.Д. Полиморфизм гена аполипопротеина Е в популяциях России и сопредельных стран. Генетика. 2007; 43 (10): 1434-9.
  7. Заседателев А.С., Скворцова В.И. Анализ ассоциации полиморфных маркеров генов ренин-ангиотензиновой системы и системы гемостаза с ишемическим инсультом среди русских Центральной России. Молекулярная биология. 2012; 46 (2): 214-23.
  8. Шишкова В.Н., Адашева Т.В., Ременник А.Ю. и др. Изучение ассоциаций полиморфных вариантов генов липидного и углеводного обменов, сосудистого воспаления и нейротрансмиттерных систем с развитием первого ишемического инсульта. Кардиоваскулярная терапия и профилактика. 2017; 16 (5): 27-31.
  9. Авдонина М.А., Наседкина Т.В., Иконникова А.Ю. и др. Исследование ассоциации полиморфных маркеров генов F12, PON1, PON2, NOS2, PDE4D, HIFla, GPIba, CYP11B2 с ишемическим инсультом среди русского населения Центральной России. Журн. неврологии и психиатрии им. С.С.Корсакова. 2012; 112 (2): 51-4.
  10. Fornage M. Genetics of stroke. Curr Atheroscler Rep 2009; 11: 167-74.
  11. Matarin M, Brown W.M, Dena H et al. Candidate gene polymorphisms for ischemic stroke. Stroke 2009; 40: 3436-42.
  12. Dichgans M, Hegele R.A. Update on the genetics of stroke and cerebrovascular disease 2008. Stroke 2009; 40: 289-91.
  13. Парфенов М.Г., Титов Б.В., Судомоина М.А. и др. Комплексный анализ генетической предрасположенности к ишемическому инсульту у русских. Молекулярная биология. 2009; 43: 937-45.
  14. Hixson J.E, Vernier D.T. Restriction isotyping of human apolipoprotein E by gene amplification and cleavage with HhaI. J Lipid Res 1990; 31 (3): 545-8.
  15. Lövkvist H, Jönsson A.C, Luthman H et al. Variations in apoapolipoprotein D and sigma non-opioid intracellular receptor 1 genes with relation to risk, severity and outcome of ischemic stroke. BMC Neurology 2014; 14: 191-200.
  16. Camato R, Marcel Y.L, Milne R.W et al. Protein polymorphism of human plasma apolipoprotein D antigenic epitope. J Lipid Res 1989; 30 (6): 865-75.
  17. Waldner A, Dassati S, Redl B et al. Apolipoprotein D concentration in human plasma during adding and in Parkinson’s disease: a cross-sectional study. Perkinsons Dis 2018; article ID 3751516.
  18. Pedro-Botet J, Senti M, Nogues X et al. Lipoprotein and apolipoprotein profile in men with ischemic stroke. Stroke 1992; 23 (11): 1556-62.
  19. Сизов А.В., Гавабри К.Г., Ковалев Ю.Р. и др. Гиперлипидемия V типа. Медицина: теория и практика. 2017; 2 (2): 9-13.
  20. Wang Y, Liu F, Li L et al. The association between apolipoprotein A1-C3-A5 gene cluster promoter polymorphisms and risk of ischemic stroke in the northern Chinese Han population. J Int Med Res 2017; 45 (6): 2042-52.
  21. Pi Y, Zhang L, Yang Q et al. Apolipoprotein A5 gene promoter region-1131T/C polymorphism is associated with risk of ischemic stroke and elevated triglyceride levels: a meta-analysis. Cerebrovasc Dis 2012; 33 (6): 558-65.
  22. Járomi L, Csöngei V, Polgár N et al. Functional variants of glucokinase regulatory protein and apolipoprotein A5 genes in ischemic stroke. J Mol Neurosci 2010; 41 (1): 121-8.
  23. Diakite B, Hamzi K, Hmimech W et al. Genetic polymorphisms of T-1131C ApoA5 and ALOX5AP SG13S114 with the susceptibility of ischemic stroke in Morocco. J Genet 2016; 95 (2): 303-9.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2019 Consilium Medicum

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.
СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № ФС77-63969 от 18.12.2015. 
СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ЭЛ № ФС 77 - 69134 от  24.03.2017.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies